[發明專利]集群無人機GNSS抗干擾和快速恢復方法、系統、終端、應用

在審

• 申請號: 202111105856.1
• 申請日: 2021-09-22
• 公開（公告）號: CN113848578A
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 李明玉;吳沖;趙士磊
• 申請（專利權）人: 一飛（海南）科技有限公司
• 主分類號: G01S19/47
• 分類號: G01S19/47;G01S19/21;G01S19/25;G01C21/16
• 代理公司: 天津市宗欣專利商標代理有限公司 12103
• 代理人: 劉瑛

本發明屬于無人機技術領域，公開了集群無人機GNSS抗干擾和快速恢復方法、系統、終端、應用。當GNSS信號受到壓制式干擾時，利用IMU對無人機的位置進行估計；同時利用衛星星歷解算的導航衛星位置，對GNSS接收機本地信號發生器的控制量進行估計，利用該估計量，實現GNSS接收機的定位信息的持續輸出和恢復。本發明可以保證GNSS接收機仍然可以輸出一定精度的定位信息。本發明實現了對GNSS接收機信號跟蹤環路中本地信號發生器控制量的估計，可以在干擾消失后，快速恢復對信號的穩定跟蹤狀態，節省了對信號的重捕獲和收斂的時間，降低了GNSS信號干擾對集群無人機的影響程度和影響時間。

技術領域

本發明屬于無人機技術領域，尤其涉及一種集群無人機GNSS抗干擾和快速恢復方法、控制系統、信息數據處理終端、計算機可讀存儲介質、集群無人機及應用。

背景技術

目前，全球導航衛星系統(Global Navigation Satellite System，GNSS)可以在全球范圍內，向所有用戶實時的提供全天候、高精度的定位和時間信息，其精度具有長期穩定性。目前，室外集群無人機的控制，高度依賴GNSS給出的高精度的位置信息。但是GNSS的導航信號十分脆弱，其傳播過程極易受到建筑等的遮擋，以及各種有意無意的干擾和阻塞。一旦集群無人機失去GNSS的定位信息，在3-5秒的時間內就會出現位置漂移、相互剮蹭、炸機等異常情況，造成不可預估的后果。

針對集群無人機表演的GNSS干擾事件在國內已經發生過多次，造成了很大的財產損失和安全隱患，此類GNSS干擾的特征多為相關頻段的壓制式干擾，持續時間一般為3-5秒，具有一定的隱蔽性和破壞性。應對此類干擾以及從干擾中的快速恢復方法是本領域亟待解決的問題。

通過上述分析，現有技術存在的問題及缺陷為：

(1)GNSS提供的連續的、高精度的定位信息，是實現室外無人機集群控制非常關鍵的部分。當無人機搭載的GNSS接收機所受到的衛星信號受到壓制式干擾，即使是短時間的數據中斷，都會導致集群無人機失去控制，造成不可挽回的損失。

(2)現有技術中，在GNSS導航信號受到較強的壓制干擾時，接收機將丟失對所有衛星信號的跟蹤，停止對外發布位置與速度信息。在干擾結束后，GNSS接收機需要重新對衛星信號進行捕獲和跟蹤。

解決以上問題及缺陷的難度為：

GNSS導航衛星信號的脆弱性是衛星導航系統的固有缺陷，導航接收機在受到較強的壓制式干擾時，將無法避免的受到影響，停止工作，并且在干擾結束后，需要一段時間進行恢復。

集群無人機由于成本、尺寸的限制，無法搭載很高精度的IMU設備，即無法在沒有GNSS定位結果的情況下，長時間保持高精度的定位。如何更快的從干擾中恢復，減小干擾對無人機的影響時間，成為亟待解決的問題。

解決以上問題及缺陷的意義為：

為了應對集群無人機飛行過程中短時的GNSS接收機信號干擾，通過IMU數據在干擾期間，對GNSS接收機的信號處理模塊進行輔助處理，可以保證在干擾期間GNSS接收機持續的定位信息輸出，以及在受到信號干擾之后，實現對衛星信號跟蹤的迅速恢復。本發明有助于減弱GNSS信號干擾對集群無人機的影響程度和影響時間，降低集群無人機的飛行成本和風險。

發明內容

為克服相關技術中存在的問題，本發明公開實施例提供了一種集群無人機GNSS抗干擾和快速恢復方法、控制系統、信息數據處理終端、計算機可讀存儲介質、集群無人機及應用。

所述技術方案如下：一種集群無人機GNSS抗干擾和快速恢復方法，包括：

當GNSS信號受到壓制式干擾時，利用IMU對無人機的位置進行估計；